植物纤维增强阻燃酚醛泡沫的制备及性能研究

采用热处理杨木纤维和硅溶胶对酚醛泡沫（PF）进行增韧和阻燃改性,探究不同热处理方式对杨木纤维表面、热学性能及微观结构的影响,探究热处理杨木纤维、硅溶胶的添加量对PF性能的影响。结果表明：与未处理杨木纤维相比,碱热处理杨木纤维的最大质量损失速率的温度降低37℃,残炭率提高7.5%。与纯PF相比,只添加15%碱热处理杨木纤维的PF的压缩强度和冲击强度分别增加23 kPa和0.62 k J/m2,粉化率降低6.22%,LOI由25.66%降至23.11%,说明碱热处理植物纤维可以增强增韧PF,但降低PF的阻燃性能。继续添加20%的硅溶胶,PF的压缩强度和冲击强度进一步提高,粉化率降至5.59%,LOI提高至32.11%,说明硅溶胶可以进一步增韧增强PF,并改善植物纤维对PF燃烧性能的影响。     

短切芳纶纤维增强酚醛泡沫性能的研究

为了改善酚醛泡沫的性能,选用短切芳纶纤维作为增强材料,考察了不同短切芳纶纤维用量对酚醛泡沫压缩强度、压缩弹性模量、泡孔结构以及热稳定性能的影响。结果表明,短切芳纶纤维可以有效地增强酚醛泡沫的压缩性能。随着短切芳纶纤维用量的增加,酚醛泡沫的压缩强度和压缩弹性模量呈现先增加后减小的变化趋势。当短切芳纶纤维用量为4份时,酚醛泡沫的压缩强度比未添加短切芳纶纤维的酚醛泡沫提高约38%。短切芳纶纤维用量影响酚醛泡沫的泡体直径及其分布。当短切芳纶纤维用量为8份时,短切芳纶纤维在酚醛泡沫中的分布很不均匀,酚醛泡沫脆断截面上泡体破损现象较为严重,集束分布的短切芳纶纤维对酚醛泡沫的结构和力学性能带来不利影响。添加短切芳纶纤维可以明显提高酚醛泡沫在高温条件下(400℃)的热稳定性。     

玻璃纤维/芳纶纤维混杂增强酚醛泡沫的研究

利用玻璃纤维和芳纶纤维的混杂纤维增强酚醛泡沫,考察了玻璃纤维和芳纶纤维的混杂比对酚醛泡沫的压缩强度、弯曲强度和冲击强度的影响。结果表明,玻璃纤维能够大幅提高酚醛泡沫的压缩强度,且在混杂纤维增强的酚醛泡沫中,压缩强度随着玻璃纤维所占的比重的增加而增大;芳纶纤维能够大幅提高酚醛泡沫的冲击强度,且在混杂纤维增强的酚醛泡沫中,冲击强度随着芳纶纤维所占的比重的增加而增大;玻璃纤维和芳纶纤维均可提高酚醛泡沫的弯曲强度,但当二者以1∶1（质量比,下同）的比例混杂增强酚醛泡沫时,复合酚醛泡沫的弯曲强度达到最大,此时出现了两种纤维最优的混杂协同效应。     

粗酚酚醛泡沫的制备及其性能研究

以粗酚、苯酚、多聚甲醛为原料合成了可发性粗酚酚醛树脂,发泡制备了粗酚酚醛泡沫。研究了粗酚用量对酚醛泡沫表观密度、吸水率、压缩强度、弯曲强度、阻燃性等性能的影响。并通过生物显微镜观察、TG分析对粗酚酚醛泡沫的结构和耐热性进行了表征。结果表明:粗酚的加入使泡沫的力学性能、泡孔分布均有所提高。其中粗酚质量分数为30%时,泡沫综合性能最佳,此时,压缩强度为0.206 MPa,弯曲断裂力为36 N,吸水率为5.99%,较纯酚醛泡沫有一定程度提高。粗酚酚醛泡沫氧指数大于40%,阻燃性能优异,导热系数0.031 W/(m.K),保温性能良好。     

玻纤增强酚醛模塑料性能及应用

对木粉增强酚醛模塑料与玻纤增强模塑料的性能进行了比较,结果表明玻璃纤维增强模塑料在冲击性能、耐高温性能及绝缘性能等方面均有所提高,并对玻纤的增强机理进行了简要的分析。同时对玻璃纤维增强酚醛模塑料在汽车工业和电子行业中的应用进行了总结,并论述了玻纤增强酚醛模塑料的发展趋势。     

玻纤增强酚醛注塑料的制备技术和性能

研究了玻纤增强酚醛注塑料制备过程中基质树脂的选择、固化作用与交联结构的控制及玻纤分散技术,考察了不同基质树脂制备的酚醛注塑料的固化成型结构形态和固化流变特性.进一步采用热固性与热塑性酚醛树脂相复配的基质树脂体系,经配方和制备工艺的优化,制备了高填充量玻纤增强酚醛注塑料.该注塑料具有良好的注塑成型性能,注塑制品具有高强度, 冲击强度达到4.3 kJ•m^-2,弯曲强度137.4 MPa,同时热变形温度为 245 ℃,阻燃性通过美国UL 94 V-0级认证,并具有优良的尺寸稳定性、电绝缘性能和低成本优势.     

固化剂含量对玻纤增强酚醛复合材料性能的影响

通过动态力学分析、差示扫描量热分析和电性能测试,研究了固化剂六亚甲基四胺含量对玻纤增强酚醛复合材料性能的影响,并确定了固化工艺参数。结果表明:随着固化剂含量的增加,复合材料的储能模量提高,力学损耗峰变窄,峰值降低;与固化剂含量为6%时相比,当固化剂含量为10%时,复合材料的玻璃化温度提高了23℃,当固化剂含量为12%时,热变形温度提高了34℃;复合材料的冲击强度在固化剂含量为12%时达最大值,吸水率在固化剂含量为10%时达最小值;复合材料的电性能随着固化剂含量的增加而得到提高;固化剂含量10%时的复合材料的固化工艺为:凝胶温度145℃、固化温度156℃、后处理温度173℃。     

短切碳纤维增强聚酰亚胺泡沫的制备及性能

针对现有软质聚酰亚胺泡沫强度低的缺点,通过一步法制备了短切碳纤维增强聚酰亚胺泡沫,研究了短切碳纤维的添加量对聚酰亚胺泡沫的化学结构、微观形貌、压缩强度及热导率的影响。结果表明,短切碳纤维在发泡过程中起到成核剂的作用,随着其添加量的增加,泡沫的泡孔平均尺寸先减小后增加;当短切碳纤维质量分数为20%时,泡孔的最小平均尺寸为507μm;泡沫密度随着短切碳纤维用量的变化没有明显的改变;泡沫的压缩强度随着短切碳纤维的用量先增大后逐渐减小,压缩强度最大为54.52 kPa;短切碳纤维的加入对聚酰亚胺泡沫材料的化学结构和热稳定性没有明显的影响,但是材料的热导率随着短切碳纤维含量的增加有一定的增加。     

Nomex纸蜂窝增强酚醛泡沫的制备及性能研究

本文以自制酚醛树脂发泡制备的酚醛泡沫为基体,Nomex纸蜂窝为增强体,采用特定的发泡制备工艺制得了Nomex纸蜂窝增强酚醛泡沫.通过对该材料微观形貌、力学性能和热性能的表征,初步探讨了材料基体和界面效应对其力学性能和隔热性能的影响.研究结果发现,填充了酚醛泡沫后,Nomex纸蜂窝增强酚醛泡沫的力学性能显著提高,导热系数显著降低.分析认为,良好的强结合界面保障了酚醛泡沫对Nomex纸蜂窝增强酚醛泡沫力学性能和隔热性能的贡献,该材料是一种综合性能较好的隔热、阻燃材料.     

酚醛泡沫制备与防火性能研究

通过对酚醛泡沫的实验研究得知,合成酚醛泡沫树脂的最佳合成温度为85℃、最佳合成时间为150min、最佳轴度为5500mPa·s;当表面活性剂的添加量为4％-6％时,泡沫的性能最佳.酚醛泡沫防火性能优异,火焰评定等级为V-0级.     

复配固化剂对酚醛泡沫结构及性能的影响

采用硫酸和对甲苯磺酸的混合酸溶液(SAs/p-TSAs)作为复配固化剂制备了酚醛泡沫材料。研究了固化剂SAs/p-TSAs的用量、配比及浓度对该酚醛泡沫力学性能的影响,同时利用扫描电镜(SEM)、倒置生物显微镜和热重分析仪(TG)考察了酚醛泡沫的形貌结构和耐热性能。结果表明:采用复配固化剂SAs/p-TSAs可以制得泡孔细小且分布均匀,耐热性能好,比强度高的酚醛泡沫材料。     

TiB_2增强酚醛泡沫的制备及性能

为提高酚醛泡沫材料的耐高温性能和高温裂解前后的力学性能,通过物理共混法在发泡酚醛树脂中添加二硼化钛(TiB_2)无机填料制备了酚醛/TiB_2泡沫复合材料。研究了泡沫复合材料的固化过程和在1 000℃下裂解前后的微观结构,以及不同的TiB_2颗粒含量对泡沫复合材料的热物理性能、裂解前后力学性能的影响。结果表明,添加的TiB_2颗粒并不能被引入到酚醛树脂的分子链中,但是能够与酚醛树脂裂解释放出的含氧气体发生氧化还原反应,将裂解气体中的C和O元素吸收并转化为无定形碳和TiO_2等固相产物,从而提高了酚醛泡沫的残炭率和裂解后的力学性能。随着TiB_2含量的增加,泡沫复合材料的残炭率以及裂解前后的表观密度、比压缩强度和比弯曲强度均呈上升趋势,其中裂解后的强度上升更为明显。当TiB_2用量为30份时,酚醛泡沫复合材料在1 000℃下裂解产物的残炭率、比压缩强度和比弯曲强度分别比纯酚醛泡沫材料提高了39.2%,76.5%和43.9%。     

酚醛泡沫的制备

介绍两种酚醛泡沫的制备,一种是用加热方法制备酚醛泡沫,另一种是尿素改性酚醛泡沫的制备。用加热方法制备的酚醛泡沫,其性能比常温发泡有很大改观;泡沫的压缩强度较常温发泡提高一倍左右,吸水率降至原来的一半,导热系数由原来的０．０３３Ｗ／ｍ·ｋ,泡沫很均匀,细腻,尿素改性酚醛泡沫,其性能介于加热发泡和常温发泡两种酚醛泡沫之间,但可降低成本。     

酚醛泡沫的制备

介绍两种酚醛泡沫的制备,一种是用加热方法制备酚醛泡沫,另一种是尿素改性酚醛泡沫的制备。用加热方法制备的酚醛泡沫,其性能比常温发泡有很大改观：泡沫的压缩强度较常温发泡提高一倍左右,吸水率降至原来的一半,导热系数由原来的 ００３３ Ｗ／ｍ ·ｋ 降至 ００２８ Ｗ／ｍ ·ｋ,泡沫很均匀、细腻。尿素改性酚醛泡沫,其性能介于加热发泡和常温发泡两种酚醛泡沫之间,但可降低成本。     

酚醛泡沫

介绍了酚醛 (PF)泡沫的性能、配方及我国市场情况 ,国外发展概况。展望了PF泡沫材料在我国的发展前景。     

酚醛泡沫的制备

研究了两种酚醛泡沫的制备, 一种是用加热法制备酚醛泡沫, 另一种是尿素改性酚醛泡沫的制备。实验表明, 用加热方法制备的酚醛泡沫, 压缩强度较常温发泡提高一倍左右, 吸水率降至原来的一半, 导热系数由原来的００３３ Ｗ／ ｍ · Ｋ 降至００２８ Ｗ／ ｍ· Ｋ, 泡沫均匀、细腻。尿素改性酚醛泡沫, 其性能介于加热发泡和常温发泡两种酚醛泡沫之间, 但可降低成本。二者在管道保温领域具有广阔的应用市场。     

酚醛泡沫的高温制备工艺

研究了酚醛泡沫高温制备工艺及配方,结果表明,在模具温度90℃条件下保温2h,再升温至170℃固化,可制备出性能优良的酚醛泡沫.当发泡剂HH-3质量分数为3％,表面活性剂Tw-80质量分数为5％时,酚醛泡沫的力学性能较好,闭孔率较高,泡孔均匀细密,热导率较低.     

三维间隔连体织物酚醛泡沫复合材料性能研究

制备了三维间隔连体织物酚醛泡沫复合材料。研究发现,随着密度增加,泡沫孔的刚性提高,纤维增强效应增加,材料的压缩强度近似呈现指数增长;随着三维间隔连体织物高度的增加,复合材料的压缩强度呈现下降趋势。酚醛树脂经聚酰胺树脂增韧后,韧性提高,泡沫伴随纤维错动、屈曲的可能性增加,复合材料的压缩强度有所降低。泡沫与纱线之间的协同增强效应使得材料在灼烧后保持良好的几何形状,复合材料的耐灼烧性能及隔热性能良好,经过最高热面温度1200℃的石英灯静热测试后,1200 s时背面温度为151.1℃。     

PVA纤维改性酚醛泡沫的研究

为了改善酚醛泡沫的性能,选用聚乙烯醇(PVA)纤维作为酚醛泡沫的增强材料,研究了不同PVA纤维含量和长度对酚醛泡沫的泡孔结构、压缩性能、弯曲性能的影响。结果表明,PVA纤维可以有效改善酚醛泡沫的力学性能和泡孔结构,随着PVA纤维含量的增加,酚醛泡沫的力学性能呈现先增大后减小的趋势。当PVA纤维的用量为酚醛树脂质量的3%时,酚醛泡沫的力学性能达到了最大值,泡孔结构达到了小且均匀的状态。PVA纤维的长度对酚醛泡沫的泡孔结构也有一定的影响,当PVA纤维长度为6 mm时,酚醛泡沫具有最好的泡孔结构,但PVA纤维长度增加时,酚醛泡沫的压缩性能、弯曲性能减小。